埃隆馬斯克曾經這樣評價氫燃料電池——非常愚蠢，更像是一種營銷策略，而不是新能源汽車的長期解決方案。

他的評價有道理嗎？氫燃料電池真的有這么不堪？他所使用的鋰電池就一點毛病沒有嗎？

好，咱們今天就來簡單討論一下，順便再拉一種新的電池殺入戰局——固態電池。

一個一個來，先說今天用的最多的鋰電池，本質上它就是我們的手機相機筆記本電腦等等，這些移動電子設備里的電池的放大版本，只是放大的不單是體積，還有數量。

跟使用單個單元的小電池相比，電動汽車里的鋰電池是將數千個這樣的小單元捆綁在一起，形成的一個容量更大的組合體，因此才能驅動汽車這樣的大家伙。

和傳統的鉛酸、鎳鎘電池比起來，鋰電池的能量密度要高的多，所以不僅能夠儲存下更多的電量，連使用壽命都要長的多，于是就非常適合拿來作為新能源汽車的能量供應源了。

到了今天，很多充滿一次電的鋰電池電動汽車，已經基本上能跑過跟加滿一箱油的燃油汽車差不多的里程了，這么看起來是美好的……但是它也有天然缺陷呀！

最大的一個問題是——安全性，鋰電池的穩定性其實并不是可充電電池技術里面最高的，它怕高溫，它怕過充，它怕過放，它還很怕碰撞。

因此它們就需要更高的保護級別，不僅是物理上的盔甲保護，還包括系統上電子的保護，每個鋰電池都需要有專門的保護電路，以確保它們能夠在安全范圍內運行。

這些就勢必增加了整個系統的成本、復雜程度和重量，成為鋰電池的一大缺點。

而因為這個大缺點，其他的一些小缺點也冒了出來，比方說這樣的電池更難回收，它們的輪胎會因為重量的增加而更快的被磨損，開發周期也因為要考慮1/3車重的電池該如何平衡分布而拉的更長等等。

另外，盡管鋰電池已經擁有不錯的生命周期了，但是隨著時間的推移，其充放電的性能也會下降，而且這跟你用多用少還關系不大，即便擺在那兒不用，它的性能照樣會往下掉。

當然最后一點就是所有人都繞不開的——里程焦慮，再怎么樣鋰電池的容量還是有限，還是跑的不夠遠，還是需要比加油久得多的充電時間，短途開開還行，要是跑長途就得再認真考慮考慮了。

那開長途就真的沒有享受清潔能源的資格了嗎？

哪里，不是還有氫燃料電池驅動的電動車嗎？盡管馬斯克說它非常愚蠢，但其實它有一些優勢是遠超鋰電池的，比方說能量密度。

壓縮氫氣擁有高達40000瓦時每公斤的能量密度，而鋰電池呢？對比起來最好的情況下也只有可憐的278瓦時每公斤，僅僅只是前者的0.7%都不到。

這意味著使用氫燃料電池的汽車，可以在不增加更多重量的情況下帶來更大的續航里程，再加上它是加氫而不是充電的，因此可以獲得像是加油那樣的時間優勢，徹底的就沒有里程焦慮了。

你看多好？既實現了100%的綠色環保，又沒有一點的里程焦慮。

它會不會才是新能源汽車真正的未來呢？

哎呀，光看好處當然是這樣，但是等我們繞到它的背面就不禁要感嘆一下，為什么馬斯克如此不待見氫燃料電池了。

有人會說安全是它的頭等問題，這個不假，氫氣具有相對較低的燃點以及非常寬的空燃比，是一種自帶危險的氣體，尤其是考慮到這里用的還是它的壓縮狀態。

但是，可能讓你感到意外的是跟汽柴油這類石油衍生燃料比起來，它卻具有一個巨大的優勢——它輕，大大的輕過了空氣。

所以就能在發生火災時，通過打開緊急泄壓閥，快速的將它吹到空氣當中，即便此時它被點燃了，也會像一個大火機一樣對著天空燃燒，并不會傷到周圍的人和車。

實際上，豐田甚至還用子彈射過它們的氫氣罐，結果跟電影里子彈打進油箱的效果徹底不同，沒有爆炸，沒有燃燒，僅僅只是讓比空氣更輕的氣體，通過彈孔逃逸到了空氣中而已。

所以這么看起來安全性并不是氫燃料電池的一個大問題，那什么才是呢？

是成本？是效率？是它到底綠色不綠色了？

先說成本，雖然氫是這個宇宙當中儲量最為豐富的元素，但是它基本上不會單獨存在的，而是跟水、碳氫化合物，比如甲烷，還有其他的一些有機物結合在一起的。

因此要把它作為燃料，首先第一步就是將它從這些化合物中提取出來了，可惜的是這些過程要么根本談不上綠色，要么花費高昂，要么就效率低下。

目前大部分的氫氣都是通過一種叫做蒸汽重整的過程來制造的，它通過將高溫水蒸氣同天然氣結合，來將其中的氫氣提取，用這種方法的話↓

一是排放了大量的廢氣，所以并不環保！

二是浪費了大量的熱量，所以非常低效！

如果把它作為燃料用到氫燃料電池當中，那還不如直接在汽車里燒天然氣好了，綠色和效率兩頭都沒占到，干嘛還多此一舉呢？

那就試試第二種方法——電解水產生氫氣如何？這次咱們用來自綠色能源的電，比如太陽能、風能等等，環保就沒問題了吧？可是它也照樣效率低呀！

大概有30%的能量在轉換的過程當中損失掉了，因此拉高了成本，再加上大規模的建設基礎設施、建設加氣站、建設輸氣管或者建設分布式的氫氣生產車間，都要花很多的錢的！

平攤下來，現在的結果是——它每開一公里就要比鋰電池汽車多8到10倍的錢，基本就談不上什么經濟性了。

最后還有效率的比較，剛才我們已經提到在用電來生產氫的過程中有大約30%的損耗了，其實總的損耗遠不止如此。

壓縮氫氣時的損耗、儲存和運輸時的損耗、電池內部的轉化損耗、直流交流的切換損耗等等，這些即使在最好的情況下，氫燃料電池最后也只能輸出其原先1/2還不到的效率，可比鋰電池要低得多啊！所以它前面的路還長著呢！埃隆馬斯克可以繼續正確一陣子了。

但是也不能掉以輕心，因為一項新的電池技術很可能要來砸它們的飯碗了——固態電池……其實也算不上新。

因為固態電池早就在一些小型電子設備上使用了，只是以前它們不好充電而已，把固態電池用在新能源汽車上有什么好處呢？

第一由于它使用的電解質換成了固體，所以體積上大為縮小，只有鋰電池的一半左右，在同樣的空間里咱可以裝進去兩倍的電池，從而帶來了翻倍的續航里程，很大程度上就解決，至少大大緩解了里程焦慮的問題。

其次由于沒有液體，它很安全！即使被破壞也不容易引發危險，于是保護措施就能大大簡化，帶來實質性的減肥瘦身了。

成本下降、重量下降既可以讓電動車輕裝上陣，也可以在原本的基礎上裝上更多的電池，帶來不可思議的大續航，總之靈活性大大增加了。

最后，其充電效率更高，因此沖的更快，其使用壽命更長，因此能覆蓋汽車的整個生命周期……是不是新能源車的夢想伙伴呢？

當然是的！只不過它離大規模生產和使用還有距離，科學家和工程師還在尋找更好的固態電解質材料，而這之后，生產商還得要想盡一切辦法來降低它的成本，才能最終被市場接受嘛，不過電動汽車的未來是越來越光明了。

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